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煤矿DTY型挂缆车自动支撑的研究

作　者: 刘士杰
导　师: 毛平淮
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 自动支撑挂缆车电缆线有限元法最优化方法
分类号: TD50
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 5次
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内容摘要

随着我国煤矿机械的快速发展,煤矿设备在现代化的采煤生产中发挥着越来越重要的作用。煤矿设备主要依靠电力驱动,电缆线是必不可少的。在使用电力方便的同时,从而也带来了电缆线随采煤设备移动收放的问题,而DTY—50/120型自行电缆拖挂吊车的研发、使用和推广,很好地解决了此难题。这种设备的研制成功,更好地促进了井下大量煤矿设备的使用和普及,而自动支撑是其组成部件之一。自动支撑是DTY—50/120型自行电缆拖挂吊车的重要部件,也是连接液压缸和挂缆车的核心部件。该部件工作性能的好坏直接决定着整个设备运行的平稳性,可靠性及工作效率。因而要对自动支撑进行有限元分析和强度校核,以保证该设备的安全和平稳运行。本文首先,系统的阐述DTY-50/120型自行电缆拖挂吊车的自动支撑部分的工作原理和零件材料选择以及有限元计算与分析的内容,从结构、合理性等方面进行分析研究。其次,在大型三维设计软件Solidworks中建立DTY-50/120型自行电缆拖挂吊车自动支撑壳体模型。然后,利用大型ANSYS有限元分析软件校核其机构强度和刚度,并对其进行模态和谐响应分析,避免挂缆车在井下工作时发生较大的振动和滑动,影响井下设备的正常运行和矿井工人的生命安全。最后,利用最优化方法对自动支撑壳体进行优化设计,从而尽可能减轻零件和机器的重量,降低成本,更好地促进自行电缆拖挂吊车的推广和普及。图49表9参58

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
引言  14-15
第1章绪论  15-26
  1.1 课题研究背景及研究意义  15-16
  1.2 国内外煤矿电缆吊车的研究现状  16-18
  1.3 自行电缆拖挂吊车的总体介绍  18-20
    1.3.1 自行电缆拖挂吊车的结构和工作原理  18-19
    1.3.2 自行电缆拖挂吊车主要技术参数  19-20
    1.3.3 自行电缆拖挂吊车结构特点  20
  1.4 液压系统介绍  20-21
  1.5 挂缆车介绍  21-22
  1.6 工字钢介绍  22-24
  1.7 课题研究内容  24-25
  1.8 本章小结  25-26
第2章自行电缆拖挂吊车自动支撑的工作原理  26-36
  2.1 自行电缆拖挂吊车自动支撑部件分析  26-30
    2.1.1 自动支撑壳体  26
    2.1.2 自动支撑的结构组成  26-29
    2.1.3 连续行走自动液压推进器  29
    2.1.4 承载滑轮机构  29-30
    2.1.5 制动器  30
  2.2 自行电缆拖挂吊车自动支撑的工作原理介绍  30-31
  2.3 自动支撑元件材料的选择  31-33
  2.4 承载滑轮机构滚轮轴  33
  2.5 弹簧的选择  33-35
  2.6 本章小结  35-36
第3章有限元分析理论及ANSYS软件简介  36-40
  3.1 有限单元法和有限元法的由来及发展概况  36
  3.2 有限单元法的基本原理  36-37
  3.3 动态分析问题的有限单元法  37
  3.4 有限元软件ANSYS概述  37-39
    3.4.1 ANSYS功能简介  38
    3.4.2 ANSYS发展  38
    3.4.3 ANSYS特点  38-39
    3.4.4 ANSYS数据接口程序  39
  3.5 本章小结  39-40
第4章自动支撑壳体模型的建立与静态特性分析  40-61
  4.1 自动支撑壳体有限元模型的建立  40-41
  4.2 自动支撑壳体的受力分析和计算  41-44
    4.2.1 单元类型选择  41-42
    4.2.2 材料特性参数设置  42
    4.2.3 自动支撑壳体有限元网格划分  42-43
    4.2.4 添加约束和载荷  43
    4.2.5 求解和结果分析  43-44
  4.3 自动支撑壳体的优化设计  44-60
    4.3.1 参数优化  45-53
    4.3.2 材料优化  53-60
  4.4 本章小结  60-61
第5章自动支撑壳体动态特性分析与校核  61-75
  5.1 自动支撑壳体的模态分析理论  61-62
    5.1.1 动力学方程  61
    5.1.2 ANSYS中模态分析的一般步骤  61-62
  5.2 自动支撑壳体有限元模型的模态分析  62-69
    5.2.1 自动支撑壳体分析计算  62-63
    5.2.2 自动支撑壳体的模态分析  63
    5.2.3 自动支撑壳体材料选择  63-69
  5.3 动态响应分析  69-70
    5.3.1 结构动力响应分析的有限元求解方法  69-70
    5.3.2 ANSYS中的谐响应分析  70
  5.4 自动支撑壳体有限元模型的谐响应分析  70-74
    5.4.1 建立自动支撑壳体谐响应模型  70-71
    5.4.2 自动支撑壳体谐响应分析结果  71-73
    5.4.3 更换材料后的谐响应求解结果  73-74
  5.5 本章小结  74-75
第6章有限元优化结果与经济性分析  75-78
  6.1 自动支撑壳体优化前后结果对比  75-76
  6.2 经济性分析  76-77
  6.3 前景展望  77
  6.4 本章小结  77-78
结论  78-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
作者简介及读研期间主要科研成果  84

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